Una guía introductoria al IoT

Descubra más sobre el Internet industrial de las cosas, incluidos sus usos y beneficios, en nuestra guía introductoria.

En esta guía introductoria, examinaremos el Internet industrial de las cosas (IoT). Explicaremos qué es realmente el IoT, cómo impacta la tecnología industrial y los beneficios y desafíos detrás de esta revolución tecnológica muy reciente.

¿Qué es el IoT?

Entonces, ¿Qué es el Internet industrial de las cosas? En pocas palabras, IoT toma el concepto de dispositivos de red y los conecta a Internet para compartir datos, local o remotamente, en fábricas, procesos industriales y edificios industriales. Los sensores recopilan la información, que se consolida a través de una puerta de enlace a la red local, luego a través de un controlador de borde a Internet o la nube: servidores de datos dentro de grandes centros de datos.

IoT frente a IIoT

La diferencia clave entre IoT e IIoT radica en la aplicación. En lugar de rastreadores de actividad física portátiles y control de voz, Industrial IoT se centra en la recopilación y el análisis en tiempo real de datos granulares de sensores conectados, lo que permite mejoras rápidas en la eficiencia y la productividad, control instantáneo de existencias y ahorros de costos significativos.

El control directo y automático de un dispositivo por ordenador a veces se denomina sistema ciberfísico.

El IoT industrial se basa en un enfoque establecido para la fabricación controlada por computadora: el «sistema de control distribuido». Estas funciones de control se asignan a través de la red y se interconectan múltiples dispositivos autónomos, cada uno capaz de ajustar y optimizar su propia sección de la línea de fabricación sin un sistema de control central y el riesgo asociado de un único punto de falla. El IoT aprovecha la programación en la nube moderna para permitir el intercambio, la visualización y el análisis de datos, todo casi en tiempo real.

El Internet industrial de las cosas se ha convertido en un sector enorme en tan solo unas pocas décadas. Más del 60 por ciento de los fabricantes globales ahora usan tecnologías IoT para optimización y análisis, y se espera que los fabricantes gasten hasta 70 mil millones € en soluciones IoT en 2022.

¿Cuál es la diferencia entre Industria 4.0 e Internet de las Cosas?

Es posible que también haya escuchado el término Industria 4.0 en relación con el IoT. Aunque los términos a veces se usan indistintamente, no son sinónimos entre sí. Esto se debe a que IoT e IIoT son, de hecho, subconjuntos de Industria 4.0.

Industria 4.0 es un término más amplio que abarca el uso acelerado y los beneficios derivados de todas las tecnologías de automatización avanzadas ahora disponibles para la industria y la fabricación inteligente, que incluyen.

• Comunicación máquina a máquina (M2M)

• Implementación de sistemas autónomos

• Programación en la nube perfecta

• Inteligencia artificial y tecnologías ‘cognitivas’ relacionadas, como el reconocimiento de imágenes.

La Historia del IoT y la Industria 4.0

El Internet de las cosas puede parecer un concepto muy moderno, pero algunas de las tecnologías centrales de la Industria 4.0 se remontan a la década de 1960. El controlador lógico programable (PLC), en realidad una de las primeras computadoras industriales, se inventó en 1968 y se diseñó para ajustar el proceso de fabricación. Los primeros sistemas de control distribuido para entornos industriales aparecieron en la década de 1970, lo que provocó la complementación gradual del trabajo manual con la automatización dentro de las fábricas.

El Internet de las cosas, tal como lo conocemos hoy, se enfocó por primera vez durante la década siguiente. Sin embargo, no fue hasta principios de la década de 2000 que el IoT comenzó a salir de los laboratorios universitarios y convertirse en productos adquiribles. Este crecimiento se vio acelerado por el desarrollo de tecnologías habilitadoras como Bluetooth, comunicación de campo cercano (NFC) y redes celulares 4G/5G.

Más desarrollos siguieron en la década de 2000, incluida la creación de las ahora omnipresentes tecnologías de computación en la nube que aceleraron la evolución del IoT.

¿Quién acuñó el término IoT e Industria 4.0?

Sabemos de dónde vino originalmente el Internet de las cosas, pero es más complicado determinar quién acuñó el IoT.

El término ‘Industria 4.0’ fue acuñado en 2011 por el gobierno alemán para fomentar el uso de la tecnología de la información en la fabricación. La intención era sugerir que la tecnología moderna de automatización e intercambio de datos tiene la misma importancia que las tres revoluciones industriales anteriores, a saber:

• El desarrollo de la tecnología de fabricación impulsada por vapor y agua en la segunda mitad del siglo XVIII y la primera mitad del siglo XIX.

• La electrificación generalizada, junto con la expansión del ferrocarril en la segunda mitad del siglo XIX, permitió múltiples desarrollos tecnológicos e industriales. El teléfono, el automóvil, la fotografía y las películas aparecieron entre aproximadamente 1870 y el comienzo de la Primera Guerra Mundial.

• La revolución digital, es decir, la creación de TI moderna en la segunda mitad del siglo XX.

Es posible que no sepamos con certeza quién acuñó el término ‘Internet industrial de las cosas’, pero el nombre ‘Industria 4.0’ tiene sentido lógico y ayuda a mejorar la comprensión del significado detrás del concepto.

¿Para qué se usa ahora el Internet Industrial de las Cosas?

Industria 4.0 puede traer una amplia gama de beneficios a un amplio espectro de industrias y sectores.

Solo algunas aplicaciones y ejemplos de IoT incluyen:

• Fábricas inteligentes
• Optimización de la cadena de suministro y el inventario
• análisis de datos
• Edificios inteligentes
• Monitoreo de condición

Para comprender cómo IoT afectará a diferentes industrias en el futuro, es importante comprender cómo la industria manufacturera está utilizando IoT ahora. Por supuesto, sin embargo, la fabricación no es el único sector que puede beneficiarse de la Industria 4.0. También es claro ver cómo IoT está transformando la industria energética y la industria minorista con dispositivos conectados y sistemas inteligentes

Los efectos y beneficios del IIoT en la fabricación.

Entonces, ¿Qué beneficios aporta el Internet industrial de las cosas a la fabricación? Echemos un vistazo a algunos ejemplos de cómo la industria manufacturera está utilizando IIoT:

• Optimización de la línea de fabricación : los sensores industriales de IIoT permiten el monitoreo continuo de la línea de producción desde el principio hasta el producto terminado. Esto permite a los operadores ajustar continuamente el proceso de fabricación, ahorrando tiempo y dinero.

• Gestión de inventario y cadena de suministro : la fabricación se sostiene o cae en el suministro de materias primas y componentes. Las etiquetas RFID (identificación por radiofrecuencia) y tecnologías similares permiten que los componentes y suministros se rastreen continuamente, en tiempo real, de un lugar a otro, proporcionando un control continuo del inventario y ajustes compensatorios.

• Evaluación del empaque : los sensores de IIoT industrial permiten a los fabricantes monitorear la condición del empaque durante el tránsito y el almacenamiento e incluso evaluar cómo interactúan los clientes con él, lo que permite mejorar el diseño.

• Datos de fabricación en tiempo real : los dispositivos IoT pueden proporcionar datos operativos en tiempo real a los proveedores, lo que permite ajustes receptivos y también permite la gestión remota de unidades de fábrica.

• Datos de mantenimiento : los dispositivos de Internet industrial de las cosas pueden emitir alertas cuando se producen fallas y se requiere mantenimiento. Se pueden emitir alertas similares en respuesta a problemas operativos, como temperaturas de funcionamiento superiores a las recomendadas o vibraciones excesivas, lo que podría indicar una falla inminente del hardware. Estas alertas brindan claras ventajas al permitir que el mantenimiento se programe con anticipación, minimizando el tiempo de inactividad y disminuyendo el riesgo de accidentes. Dichos datos se pueden combinar con registros de salud y seguridad para lograr una mejora significativa en la seguridad general.

• Control de calidad : los datos de IoT de múltiples fuentes, incluidos proveedores, procesos de fabricación y usuarios finales, se pueden combinar para permitir mejoras generales en el diseño y la producción de productos.

¿Cuáles son los retos de la Industria 4.0?

Esta es una pregunta compleja para la que no hay una respuesta fácil.

En su forma más amplia, Industria 4.0 es una configuración de múltiples tecnologías de red, por lo que los mayores desafíos se centran en el mantenimiento de conexiones sólidas y seguras entre dispositivos. Esto se logra a través de.

• Selección de redes sólidas y adecuadas para su propósito, ya sea inalámbricas o cableadas.
• Adoptar protocolos que promuevan la interoperabilidad, por ejemplo, OPC UA.
• Mantener la vigilancia sobre la seguridad de la red para evitar cualquier amenaza cibernética

Como resultado, los principales desafíos del IoT también giran en torno al almacenamiento de datos y la seguridad digital, junto con los requisitos tecnológicos adicionales que plantea la necesidad constante de conectividad ininterrumpida de los dispositivos. También es importante comprender cuáles son las consideraciones de seguridad y los desafíos en la adopción de IoT para garantizar un período de implementación fluido y eficiente.

Entonces, ¿Cuáles son los riesgos asociados con IoT?

Al igual que con todos los aspectos del entorno digital, la ciberseguridad es crucial cuando se trata de la Internet industrial de las cosas. Muchos consideran que el principal riesgo asociado con IoT está relacionado con la seguridad en línea, pero la realidad es que los problemas de seguridad son raros. Tomar precauciones, practicar la ciberseguridad y mantener un sistema bien protegido son las claves para evitar los riesgos asociados con IoT y aprovechar al máximo los beneficios de un sistema conectado.

Con eso en mente, es importante mantenerse al tanto de las últimas tecnologías y actualizaciones para mantenerse preparado y protegido a medida que la Internet industrial de las cosas continúa evolucionando con el tiempo.

¿Cuál es el futuro del IoT?

Tanto el Internet de las Cosas como el Internet Industrial de las Cosas están en constante evolución. A medida que las nuevas tecnologías están disponibles y las empresas se interesan cada vez más en los beneficios de IoT, se abren más y más posibilidades. Esto también trae numerosas predicciones sobre hacia dónde se dirige el Internet de las cosas en el futuro.

Si bien es difícil saber exactamente qué depara el futuro de IoT, la conectividad digital tiene el potencial de cambiar la naturaleza de la industria e impactar los negocios en todo el mundo.

Protocolos y redes IoT

Como cualquier otra tecnología de la información, Industrial IoT utiliza una variedad de protocolos (formatos de comunicación de datos) y tipos de red. Como resultado, es importante tener claridad sobre cada uno si planea crear una infraestructura de IoT para sus instalaciones de fabricación.

Redes IoT

Los dispositivos IoT pueden usar diferentes soluciones de red según una serie de factores, incluida la distancia entre ellos, la cantidad de datos que necesitan intercambiar, la ubicación en la que se usarán o las consideraciones de consumo de energía.

La lista de redes adecuadas para IoT se expande todo el tiempo, pero los ejemplos clave incluyen:

Wi-Fi

Esta tecnología de red inalámbrica se ha vuelto muy familiar para la mayoría de nosotros desde que se convirtió en el método estándar para conectar PC, teléfonos inteligentes y tabletas a Internet. Es un derivado de la red ethernet cableada establecida y se basa en el estándar inalámbrico 802.11 del IEEE (Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos).

Bluetooth

También ampliamente utilizado en tecnología de consumo, Bluetooth es un estándar de conexión de corto alcance basado en el uso de ondas de radio de frecuencia ultra alta.

Zigbee 3.0

Zigbee 3.0 es una red de baja potencia ampliamente utilizada en entornos industriales y de fábrica. El protocolo relacionado Dotdot fue creado por el mismo equipo y se ha convertido en un método universal aceptado internacionalmente de conexión segura entre diferentes dispositivos de Internet de las cosas.

LoRaWAN

LoRaWAN (red de área amplia de largo alcance) proporciona conexiones seguras bidireccionales en redes muy grandes.

Sigfox

Desarrollado en Francia, Sigfox conecta objetos de bajo consumo y siempre activos, como medidores de electricidad y relojes inteligentes, lo que les permite intercambiar continuamente pequeñas cantidades de datos.

Protocolos de datos IoT

• MQTT (Message Queue Telemetry Transport) es un protocolo liviano y de bajo consumo que se utiliza para transmitir conjuntos de datos simples entre sensores y aplicaciones. Se asienta sobre el sistema de red de Internet estándar TCP/IP (Protocolo de control de transmisión/Protocolo de Internet).

• AMQP (Advanced Message Queuing Protocol) es un estándar internacional enfocado a la transmisión de mensajes entre dispositivos. Está aprobado como estándar internacional.

• OPC UA (OPC Unified Architecture) es un protocolo abierto de comunicación de máquina a máquina que admite el intercambio de datos de automatización industrial entre plataformas y una sólida interoperabilidad de los sistemas.

preguntas frecuentes

¿Puede el IoT reemplazar a MES?

Un MES (sistema de ejecución de fabricación) es un sistema de control basado en hardware bien establecido para procesos de fabricación complejos, que normalmente se utiliza para garantizar la eficiencia y mejorar la productividad. Sin embargo, es un sistema orientado hacia el interior que carece de las funciones de análisis basadas en la nube y redes externas del IoT. Por lo tanto, es mejor pensar en este último como una extensión liviana y menos costosa del MES tradicional que como un sustituto del mismo.

¿Por qué es importante IoT para ingenieros y científicos?

El IoT permite análisis detallados de los datos recopilados en múltiples etapas del proceso de fabricación. A su vez, esto permite la optimización y mejora continuas del sistema.

¿Cómo funciona el IoT?

Una red IoT consta de múltiples sensores conectados a través de varios protocolos inalámbricos para intercambiar datos con la nube y entre ellos. La estructura básica de una red IoT es la siguiente:

• Los dispositivos y hardware equipados con sensores, cada uno conectado a la red local.
• La red local en sí, cada uno está conectado a la nube o internet a su vez.
• Servidores conectados a la nube que reciben y procesan el flujo continuo de datos de sus dispositivos, por ejemplo, la temperatura de funcionamiento, la vibración y el consumo de energía. Estos «pequeños datos» se consolidan con el tiempo en grandes cantidades que se pueden analizar para obtener información detallada sobre sus operaciones.

¿Cuál es la diferencia entre la Industria 4.0 y la Manufactura Esbelta?

La manufactura esbelta es un método de organización de sistemas industriales para minimizar el desperdicio y maximizar la productividad. Algunos de sus principios clave se remontan al siglo XVIII, pero la manufactura esbelta, tal como se entiende actualmente, se formuló dentro de la industria automotriz japonesa. A diferencia del IoT, no depende de tecnología avanzada, sino de la disposición y distribución de las funciones laborales.

¿Cuánto cuesta implementar una solución Industria 4.0?

No hay una respuesta única a esta pregunta. El costo dependerá de múltiples factores, incluido el tamaño y el tipo de proceso de fabricación que desea optimizar y las tecnologías más adecuadas para hacerlo.

Cómo comenzar su viaje IoT

¿Está listo para comenzar su viaje IoT? Explore las gamas de productos relacionados a continuación y ponga en marcha su revolución tecnológica industrial.

¿Te Resultó Útil Este Artículo?